Έχει χαθεί η Σκοτεινή Ύλη;
Εάν μια νέα μελέτη είναι αληθινή, τότε η αναζήτηση για τη σκοτεινή ύλη έγινε πολύ πιο περίεργη. Η μικρή μας γωνιά του Γαλαξία δεν περιέχει παρατηρήσιμη συγκέντρωση του μυστηριώδους υλικού του οποίου η βαρύτητα δεσμεύει τον γαλαξία, ισχυρίζεται μια ομάδα αστρονόμων. Αυτό το εύρημα θα παρουσίαζε ένα σημαντικό πρόβλημα για τα μοντέλα του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται οι γαλαξίες και μπορεί να υπονομεύσει ολόκληρη την έννοια της σκοτεινής ύλης, ισχυρίζονται οι ερευνητές. Αλλά ορισμένοι επιστήμονες αμφιβάλλουν για την αξιοπιστία της μεθόδου της ομάδας για τη μέτρηση της άπιαστης ουσίας.
«Αυτό δεν είναι απλώς μια περίεργη μικρή λεπτομέρεια», λέει ο Frederic Hessman, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν στη Γερμανία που δεν συμμετείχε στην εργασία. «Αν αυτό είναι σωστό, ανατρέπει τα πάντα». Αλλά αυτό είναι μεγάλο αν, λέει ο Julio Navarro, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Βικτώριας στον Καναδά:«Το επιχείρημα είναι προκλητικό, αλλά παραμένει ασαφές, κατά τη γνώμη μου».
Σύμφωνα με την τυπική κοσμολογία, θα έπρεπε να κολυμπάμε στη σκοτεινή ύλη. Οι μετρήσεις της μεταγενέστερης λάμψης της Μεγάλης Έκρηξης - το λεγόμενο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο - και της κατανομής των γαλαξιών υποδηλώνουν ότι το 85% όλης της ύλης στο σύμπαν είναι σκοτεινή ύλη. Επιπλέον, δεκαετίες αστρονομικών παρατηρήσεων δείχνουν ότι τα αστέρια μέσα στους γαλαξίες στροβιλίζονται πιο γρήγορα από ό,τι θα μπορούσαν αν τα κρατούσε μόνο η βαρύτητα των άλλων αστεριών. Στην πραγματικότητα, η ταχύτητα με την οποία ο ήλιος περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας υποδηλώνει ότι Η σκοτεινή ύλη θα πρέπει να είναι περίπου τόσο άφθονη όσο η συνηθισμένη ύλη στην απόστασή μας από το γαλαξιακό κέντρο, περίπου 27.000 έτη φωτός.
Αλλά αυτό δεν το βρίσκουν ο Christian Moni Bidin, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Concepción στη Χιλή, και οι συνεργάτες του. Χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν με πολλά τηλεσκόπια, μελέτησαν παλιά αστέρια που ονομάζονται κόκκινοι γίγαντες σε μια κυλινδρική περιοχή πλάτους δύο ετών φωτός και που εκτείνεται 13.000 έτη φωτός πάνω από το επίπεδο του γαλαξία. Αντιμετωπίζοντας τα αστέρια λίγο σαν άτομα σε αέριο, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι είχαν παγιδευτεί στο βαρυτικό «πηγάδι» του γαλαξία. Έτσι, μελετώντας τις κατανομές των ταχυτήτων των αστεριών σε τρεις διαστάσεις, θα μπορούσαν να συμπεράνουν το σχήμα του φρέατος και ως εκ τούτου τη συνολική κατανομή της μάζας τόσο από τη σκοτεινή όσο και από τη συνηθισμένη ύλη κατά μήκος του κυλίνδρου. Η αφαίρεση της κατανομής της συνηθισμένης ύλης όπως προσδιορίζεται από τον αριθμό των αστεριών θα αποκάλυπτε την κατανομή της σκοτεινής ύλης.
Όταν η Moni Bidin και οι συνεργάτες της έκαναν την ανάλυση, ωστόσο, διαπίστωσαν ότι δεν χρειαζόταν σκοτεινή ύλη για να εξηγήσει τις ταχύτητες των άστρων. Οι ερευνητές περίμεναν να ανιχνεύσουν μια περίπλοκη κατανομή μάζας με τη συμβολή του δίσκου του γαλαξία με αστέρια και αέρια και το πιθανώς σφαιρικό «άλω» της σκοτεινής ύλης που περιβάλλει τον δίσκο. Αντίθετα, διαπίστωσαν ότι ο δίσκος από μόνος του εξήγησε τα δεδομένα τους, όπως αναφέρουν σε μια εφημερίδα υπό έκδοση στο The Astrophysical Journal .
Τα δεδομένα δεν διαψεύδουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, σπεύδει να πει η Moni Bidin. Οι αστροφυσικοί εξακολουθούν να χρειάζονται το υλικό για να εξηγήσουν την ταχύτητα των άστρων στον γαλαξία. Ωστόσο, τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη στο λαιμό του δάσους μας. «Δεν λέμε ότι δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη», λέει η Moni Bidin. «Απλώς λέμε ότι δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη εδώ ."
Αλλά αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε ένα σημαντικό πρόβλημα με την όλη ιδέα της σκοτεινής ύλης. Για παράδειγμα, ένας τρόπος για να εξηγήσουμε γιατί δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη 27.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία θα ήταν να υποθέσουμε ότι είναι όλα σε ένα ψηλό κομμάτι σε σχήμα πούρου που κολλάει στο κέντρο του γαλαξία. Αλλά οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι ένα τέτοιο σχήμα για το φωτοστέφανο είναι απίθανο, λέει η Moni Bidin.
Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η σκοτεινή ύλη δεν αποτελείται από «ψυχρά», τεράστια σωματίδια που κινούνται πολύ αργά, αλλά από «θερμά», ελαφρύ σωματίδια που κινούνται πολύ πιο γρήγορα. Σε αυτή την περίπτωση, το γαλαξιακό φωτοστέφανο θα ήταν μεγαλύτερο και πιο ομοιόμορφο, δημιουργώντας ένα ομοιόμορφο και επομένως μη ανιχνεύσιμο υπόβαθρο, λέει ο Hessman. Αλλά αυτό το συμπέρασμα θα ήταν αντίθετο με την τυπική κοσμολογία, η οποία υποθέτει ότι οι γαλαξίες αρχίζουν να σχηματίζονται καθώς η ψυχρή σκοτεινή ύλη αρχίζει να συμπυκνώνεται σε τεράστιες συστάδες. «Βασικά», λέει ο Hessman, «οι κοσμολόγοι πρέπει να πουν, «Θεέ μου! γιατί αφαιρείς το ένα πράγμα που κάνει τα πάντα να λειτουργούν και θα πρέπει να επιστρέψουν στην αρχή».
Ή όχι. Το νέο αποτέλεσμα μπορεί να λέει περισσότερα για τη μέθοδο από την κατανομή της σκοτεινής ύλης, λέει ο Navarro. Για να πάρουμε αυτή την κατανομή, σε κάθε θέση στο διάστημα, ο Moni Bidin και οι συνεργάτες του πρέπει να αφαιρέσουν μια μεγάλη ποσότητα (την ποσότητα της συνηθισμένης ύλης) από μια άλλη μεγάλη ποσότητα (το ποσό της συνολικής μάζας) για να πάρουν μια μικρή ποσότητα. Αυτή η διαδικασία είναι πιθανό να υποφέρει από μεγάλες αβεβαιότητες, λέει ο Navarro. «Τους επικροτώ που προσπάθησαν», λέει. «Απλώς δεν νομίζω ότι αυτή η μέθοδος θα δώσει ποτέ οριστική απάντηση». Η Moni Bidin λέει ότι η μέθοδος είναι ισχυρή και ότι μεγαλύτερες έρευνες που θα ακολουθήσουν θα καθορίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την κατανομή της σκοτεινής ύλης.
